Abstract Very low frequency electromagnetic waves adeptly propagate in harsh cross‐medium environments, surmounting the rapid attenuation that impedes high‐frequency counterparts. Traditional low frequency antennas, however, encounter challenges concerning size, efficiency, and power. Here, an isolation transformer based very low frequency loop antenna with compact size and well impedance matching is proposed to enhance radiation characteristics for long‐distance communication. By utilizing the high magnetic permeability amorphous/nanocrystalline alloy Fe 73.5 Cu 1 Nb 3 B 9 Si 13.5 , the isolation transformer enables efficient and stable high‐current input. This design surpasses the current limitation of the conventional loop antennas, thereby improving its electromagnetic performance. Consequently, the radiation intensity of proposed antenna can be effectively increased over 30 times compared to traditional loop antennas. According to the experimental measurements, the transmission distance is over 340 m at 15 kHz using a single proposed antenna with a diameter of 2 m. Its robust performance, such as high radiation efficiency, low power consumption, and long‐distance transmission capacity, suggests significant potential for applications in underground communications and underwater information transmission.

Voltage source converters (VSCs) are being widely applied in power systems due to the development of renewable energies. The simulation scale of the network is limited by the nonlinearity of VSCs and variable nodal admittance matrix (NAM) due to the switching events. In this letter, a general linearized modeling method with fixed NAM is proposed to realize the efficient modeling of VSCs for real-time simulation. By establishing the state space equations based on the port characteristics of VSCs together with the switching states, a companion circuit with ac and dc sides decoupled is derived by the modified Euler method. Moreover, the proposed model can eliminate the delay between the companion circuit and the global solution of the system, which can effectively improve the simulation accuracy. The performance of the model is validated by real-time simulation and hardware-in-the-loop (HIL) tests for both pulses-enabled and pulses-blocked scenarios.

Hemodialysis (HD) is widely considered to be the primary means of kidney replacement therapy for end-stage renal disease, involving millions of patients worldwide. The utilization of continuous non-invasive sensors for blood property detection can achieve an adequacy assessment of the dialysis process, which is of great significance for determining the optimal treatment time, ensuring the treatment effect, and improving the quality of life of patients. In this work, a microwave metamaterial sensor is reported for HD based on spoof localized surface plasmons (LSPs). The spoof LSPs sensor is fabricated from a 21 × 12 × 0.043 mm3 thin film, which is conformally attached to the exterior of the pipeline in the dialysis circuit. This attachment design allows for continuous, non-invasive monitoring of variations in the blood’s permittivity of patients. The proposed sensor design is compatible with standard flexible printed circuit technology, allowing for low-cost and large-scale manufacturing. In the frequency range of 3–6 GHz, three resonance modes based on spoof LSPs can be used for liquid sensing with a maximum sensitivity of 0.39%. This study is expected to foster research and application of microwave metamaterial sensors in the biomedical field.